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=====Trådfri Smart Light=====

IKEA hat sein Smarthome-Sortiment ausgebaut und bietet jetzt auch intelligente Heimbeleuchtung an. Zum Angebot des schwedische Möbelkonzern gehören LED-Leuchtmittel und -Lichtpaneele sowie Türen mit LED-Beleuchtung heraus, die man per Fernbedienung dimmen und bei einigen sogar in der Farbtemperatur verändern kann.
Die Steuerung arbeite nach dem [[https://en.wikipedia.org/wiki/Zigbee|Zigbee-Standard]] ähnlich wie das [[http://www2.meethue.com/de-de|PHILIPS Hue System]] und lässt sich über das [[http://www.ikea.com/de/de/catalog/products/40337806/|IKEA Gateway]] auch mit einer APP steuern. Die Zigbee Technik für die Steuerung steckt dabei in jedem Leuchtmittel selbst. 


Bei einem Preis von 6.99€ für die [[http://www.ikea.com/de/de/catalog/products/80365270/|LED Lampe mit GU10 Fassung]] ist das schon ziemlich günstig schließlich muss sich darin ja der Zigbee Controller, Netzteil und Dimmer ([[https://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-width_modulation|PWM-Steuerung]]) befinden. Preiswerter kommt man kaum an Zigbee fähige Komponenten. Da kommt man schnell auf die Idee nachzuschauen und vielleicht die Steuerung für eigene Projekte zu missbrauchen. Der [[https://www.heise.de/make/artikel/Das-steckt-in-Ikea-Tradfri-3597295.html|Make Artikel]] beschreibt die ersten Versuche dazu.

==== Ausbau des Zigbee Controller ====

Die LED Lampe mit GU10 Anschluss läßt sich leicht öffnen indem man die Blende mit Hilfe eines Schraubenziehers heraus hebelt.

{{  :tech:screen_shot_2017-11-07_at_13.57.45.png?direct&100  |GU10 Lampe}}

Zum Vorschein kommt die Platine mit den 5 LEDs montiert auf einem Alu-Träger zur Wärmeableitung. Gehalten wird der LED Träger von 2 Schrauben und der Lötverbindung für den elektrischen Anschluß zum Steuermodul.

{{  :tech:tradfri_gu10_1.png?direct&200  |Draufsicht auf das LED Modul}}

Mit etwas Entlötlitze entfernt man dann die LED-Platine und zum Vorschein kommt gut verstaut das Steuermodul mit dem querliegenden Zigbee-Controller.

{{  :tech:tradfri_gu10_2.png?direct&200  |Das Steuermodul hinter der LED Platine}}

Die ganze Einheit läßt sich einfach herausziehen da sie nur über Kontaktfedern mit der GU10 Fassung verbunden ist.

{{  :tech:gu10_controller.png?direct&300  |Steuermodul von oben}}

Der Zigbee-Controller kann jetzt auch wieder mit Hilfe von Entlötlitze vom Steuermodul befreit werden. Er steht nun für eigene Projekte zur Verfügung.

{{  :tech:tradfri_module.png?direct&400  |Zigbee-Modul ohne Abschirmung}}

Die Versorgungspannung für das Modul beträgt wie üblich 3.3V. In allen Lampen steckt übrigens das gleiche Modul. Bei den Lampen ohne Weiss-Spektrum wird nur ein PWM-Ausgang verwendet und Mode Pin 1+2 sind offen. Bei den Weiss-Spektrum Lampen ist Mode1 auf 3.3V geklemmt. Die Funktion von Mode2 habe ich noch nicht eruiert. \\

Schaut man auch mal in die anderen Lampen herein, erkennt man den unterschiedlichen elektrischen Aufbau hier mal in einer Tabelle zusammengefasst:

==== Trådfri Lampen ====

^ LED Lampe | E27 1000lm \\ (Warmweiß) | E27 980lm \\ (Weißspektrum) | GU10 400lm \\ (Warmweiß) | GU10 400lm \\ (Weißspektrum) |
^ LED Type| 18x LED3030 (2700K) | 12x LED3030 (2200K) \\ 12x LED3030 (4000K) | 5x LED2835 (3000K) | 4x LED3030 (2200K) \\ 4x LED3030 (4000K) |
^ LED Anordnung | 2x 9 LEDs %%||%% | 2x 6 LEDs %%||%% (2200K) \\ 2x 6 LEDs %%||%% (4000K) | 5x (LEDs %%||%% 56K) | 4x  LEDs (2200K) \\ 4x LEDs (4000K) |
^ I<sub>LED</sub> module | ~400mA | 2x ~400mA | ~47mA | 2x ~200mA |
^ V<sub>LED</sub> module | ~54V | ~36V | ~110V | ~26V |

Je nach vorhandener Fremd-LED Lampe kann man vielleicht sogar die gesamte Steuerung wiederverwenden. Das E27 (1000lm) Modul läßt sich allerdings nur sehr schwer ausbauen, da es vollständig eingegossen ist. Bei der E27 (980lm) Lampe ist es etwas einfacher da das Modul hier zwar auch eingegossen aber intern nochmals gekapselt ist. Es läßt sich daher einfacher herausziehen.

{{  :tech:tradfri_980lm_komplett.jpg?direct&400  |}}

An den hinteren Anschlusskabeln schließt man entweder direkt Lüsterklemmen an oder wie im Bild zu sehen, verlängert eine Lötverbindung die Anschlußreichweite. Für die andere Seite habe ich zusätzlich eine Schutzkappe gelasert, sodaß nur die LED Anschlüsse sowie die Zigbee Antenne nach draußen ragen {{:tech:tradfri_dual_cover.svg.zip|SVG file}}.

{{:tech:tradfri_980lm_cover.jpg?direct&250|}} 
{{:tech:tradfri_980lm_modul.jpg?direct&250|}}
==== Eigene Steuerungen mit dem Trådfri Controller ====

Will man nun eigene LED Leuchten auf Trådfri umrüsten so muss man sich erst einmal den vorhanden LED Treiber anschauen. Die Ansteuerungsart ist fast so vielfältig wie die Leuchten selber. Hier mal zwei Beispiele:

{{:tech:led_driver_orig1.png?direct&300|LED Driver mit Konstantstrom 1000mA}}
{{:tech:led_driver_orig2.png?direct&300|LED Driver mit Konstantstrom 400mA}}

Die rechte Leuchte passt ziemlich gut in den Regelbereich des Original Trådfri Modul mit Weißspektum. Daher läßt sich das Modul aus der E27 980lm Lampe komplett verwenden. Aber Vorsicht wir handhaben hier ja Netzspannung. Eingebaut wirkt die Steuerung sehr kompakt.

{{  :tech:img_0042.jpg?direct&300  |Das neue Innenleben der vierflammigen LED Leuchte}}

Die Zigbee Verständigung selbst durch das Metallgehäuse der Leuchte klappt erstaunlich gut.

Bei der zweiten LED Leuchte sind auch SMD LEDs parallel angeordnet und erfordern daher einen höheren Konstantstrom von 1000mA. Für den Umbau benötige ich für das Zigbee Modul nun eine Spannungsversorgung von 3.3V und einen PWM steuerbaren LED Treiber. Meine Wahl viel auf folgende Komponenten:

  * [[https://www.ebay.de/itm/1-Stuck-1000mA-Power-LED-KSQ-8-32V-IN-0-30V-OUT-dimmbar-Konstantstromquelle/351581459135?hash=item51dbe352bf:g:hFoAAOSw401Z-KLG|1000mA Power LED KSQ 8-32V IN / 0-30V OUT, dimmbar Konstantstromquelle]]
  * [[http://www.ebay.de/itm/231799511502|mini DC-DC Wandler XM1584 step-down Modul 3A 0,8V - 20V]]

die dann zusammengeschaltet den neuen Trådfri kompatiblen LED Treiber ergeben. Zur Kapselung in einem gelaserten Gehäuse eingeklebt. Die 'neue' Leuchte verhält sich nun wie eine E27 980lm Trådfri Lampe und kann entsprechend angelernt werden. Natürlich lassen sich so auch andere Ströme und Spannungen mit einem passenden LED Treiber verwirklichen.

{{ :tech:schemtic_new_controller.png?direct&500 |}}
{{ :tech:new_controller.jpg?direct&300 |}}
 
Falls man die in der Lampe vorhandene Konstantstromquelle verwenden will, läßt sich die Schaltung etwas vereinfachen. Das PWM Signal des TRÅDFRI Moduls wird dann auf einen Power MOSFET (z.B. IRLZ34N) geleitet. Das Ganze kann dann als Modul so aussehen:

{{ :tech:img_4391_2.jpg?direct&400 |}}

==== Umbau OMLOPP/ANSLUTA LED Driver ====

Innerhalb der TRADFRI Serie gibt es LED Türen für den Einbau z.B. in Oberschränken doch LED Lichtleisten oder Regallampen fehlen (noch). Die alternative fernsteuerbare IKEA Regal- und Küchenbeleuchtung [[http://www.ikea.com/de/de/catalog/products/90300773/|ANSLUTA]] arbeitet mit einem proprietären Protokoll im Frequenzbereich von 2.4362 GHz. Charmant wäre es diese Steuerung auf TRADFRI umzurüsten. 

Das OMLOPP/ANSLUTA LED Power Supply beinhalten den Receiver der mit der ANSULTA Fernbedienung gekoppelt werden kann. Er arbietet als Konstantspannungsquelle mit 24V.

{{  :tech:omlopp_led_driver.jpg?direct&500  |}}

{{:tech:omlopp_led_driver_receiver_1.jpg?direct&300|}}
{{ :tech:omlopp_led_driver_receiver_2.jpg?direct&340|}}

Das Schalten und Dimmen übernimmt ein Power MOSFET (FDD8880) der oben rechts zu erkennen ist. Die Receiver Platine ist ca. 40 x 27 mm. Dort ist also genügend Platz die TRÅDFRI Steuerung stattdessen einzubauen.

Die passende Schaltung sieht so aus:
{{ :tech:omlopp_new_controller.png?direct&500 |}}

Mit Hilfe einer Lochrasterplatine werden die drei Komponenten verdrahtet und an die Stelle des ANSLUTA Receivers eingeclipt. Aber Vorsicht, die Bauteile dürfen nicht mehr als 8mm vom PCB in die Höhe ragen. Damit der Gehäusedeckel auch wieder drauf passt hilft es vorher den Stift in der Mitte zu entfernen.

{{:tech:omlopp_led_driver_umbau.jpg?direct&365|}}
{{ :tech:omloop_led_driver_deckel.jpg?direct&300|}}

Nach dem Zusammenbau wird nur noch die Lampe angelernt werden und schon läßt sich das Licht auch in Regalen oder Küchen stufenlos mit TRÅDFRI steuern und dimmen.
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